Реакція шкірно-гальванічна. Гальванічна реакція

Дослідженнями фізіологів наприкінці 19 століття було встановлено, що між двома електродами, безпосередньо прикладеними до шкіри, існує різниця потенціалів, обумовлена ​​місцевим обміном речовин, станом судин та гідрофільністю шкіри. Ділянки шкіри, багаті на потові залози, електронегативні, а бідні на них – електропозитивні. Під впливом болю, психічного напруження, порушення аналізаторів різниця потенціалів зміняться. Цей ефект відкрито російським фізіологом І.Р. Тарханова в 1889 р. Зазвичай між електродами, що знаходяться на відстані 1 см один від одного, різниця потенціалів Δφ становить 10 - 20 мВ. Під впливом подразників Δφ росте до десятків і сотні мілівольт. Для зняття потенціалів застосовуються електроди з цинку чи срібла та мають форму дисків діаметром ~ 10 мм. Для кращого контакту використовують електропровідну пасту. Раніше паста виготовлялася з каоліну та насиченого розчину ZnS у воді. Нині використовується паста промислового виготовлення. Схема вимірів представлена ​​малюнку. Видно, що використовується метод компенсації. Для вимірювання замикається ключ 1. Ключ 2 увімкнений довільним чином. Потім реостатом зводять до нуля струм, показаний амперметром вимірювального ланцюга. Якщо не виходить, роблять перемикання ключа 2. Потім подають подразник об'єкта і через латентний період (що становить 1 - 3 с) реєструють шкірно-гальванічну реакцію на подразник. Така процедура називається шкірно-гальванічною реакцією щодо Тарханова.

Шкірно-гальванічну реакцію можна реєструвати за методикою французького лікаря К. Фере. За цією методикою вимірюється електричний опір між двома точками шкіри. Під впливом подразника електричний опір шкіри змінюється після закінчення латентного часу. Обидва методи дають ідентичні результати під час реєстрації шкірно-гальванічної реакції (КГР).

Інформативні можливості КМР.

Електропровідність шкіри залежить стану вегетативної нервової системи. Чинники, що визначають електропровідність – це діяльність потових залоз, проникність біологічних мембран, гідрофільність шкіри, кровопостачання. Впливи, під впливом яких змінюється електропровідність: больові відчуття, нервово-психічна напруга, аферентні стимули (світло, звук). Зміна електроопору шкіри позначається як КГР, оскільки воно супроводжується зміною гальванічного потенціалу шкіри. Вона проводиться на постійній напрузі.

Шкірогальванічні реакції найвищою мірою неспецифічні, оскільки вони можуть бути пов'язані як зі складними нейро-ендокринними зрушеннями, так і зі змінами інформаційних потоків у центральній нервовій системі. При збудженні симпатичної системи опір шкіри зменшується (чи збільшується негативний потенціал електрода). При парасимпатичних реакціях відбувається навпаки.

У льотчиків при польоті параболою Кеплера спостерігалися коливання електричних опорів, викликані дією перевантажень, що перемежовуються зі станами невагомості. У шизофреніків спостерігаються спонтанні шкірно-гальванічні реакції. Поряд із цими порівняно швидкими реакціями є також повільні зміни потенціалів (вартові, добові). Уві сні опір зростає. При збудженні вестибулярного апарату опір зменшується. КГР вважається показником пильності та свідомості пілота. Цим способом реєструються емоції – збудження, переляк, страх і т.п.

Метод КМР застосовувався на космічних кораблях у ході медичних досліджень та контролю стану космонавтів. При польотах на Сході 3 і Сході 4 цим методом реєструвалися повільні коливання шкірногальванічного потенціалу, а на Сході 5 і Сході 6 - швидкі коливання. Цей метод має також певні складнощі у реалізації. Вони пов'язані зі зростанням електричного опору рахунок порушення контакту зі шкірою і рахунок поляризаційних явищ. У пілотів та космонавтів електроди для реєстрації КГР накладають на стопу – тильну та підошовну частини. Закріплюють електроди еластичної пов'язки. Неспецифічність шкірно-гальванічних реакцій диктує необхідність їхнього постійного зіставлення з іншими фізіологічними показниками, із записом радіопереговорів та телевізійним зображенням. Наприклад, на записі шкірно-гальванічної реакції В.В. Терешковий сигнал збігався з її пробудженням від сну, яке контролювалося відкриттям очей. Останнє реєструвалося методом електроокулографії (ЕОГ).

Електрична активність шкіри шкірно-гальванічна реакція(КГР) – визначається двома способами. Перший, запропонований С. Фере (Fere) у 1888 р., є вимірюванням шкірного опору. Другий – вимір різниці потенціалів між двома точками лежить на поверхні шкіри – пов'язані з ім'ям І. Р. Тарханова (1889).

Зіставлення КГР, отриманих за методом Фере і за методом Тарханова, привело до висновку, що зміни різниці шкірних потенціалів і шкірного опору відображають ту саму рефлекторну реакцію, що фіксується в різних фізичних умовах (Кожевніков, 1955). Зміни опору завжди є однофазною хвилею зменшення вихідного шкірного опору. Зміни шкірних потенціалів можуть виражатися як хвиль різної полярності, часто многофазных. Згідно з Р. Едельбергом (Edelberg, 1970), різниця потенціалів шкіри включає епідермальний компонент, не пов'язаний з активністю потових залоз, тоді як провідність шкіри його не має, тобто відображає стан потових залоз.

При вимірі шкірного опору із зовнішнім джерелом струму, приєднаним негативним полюсом до долоні, латентний період зміни опору виявляється на 0,4–0,9 с більше, ніж прихований період змін різниці потенціалів. Динамічні характеристики фазічної КГР достовірно відображають процеси, що швидко протікають в ЦНС. Характер та форма тонічного компонента є індивідуальними показниками та не виявляють чіткої залежності від типу діяльності.

У виникненні КГР беруть участь два основні механізми: периферичний (властивості самої шкіри, у тому числі активність потових залоз) (Biro, 1983) і передавальний, пов'язаний з активуючою та пусковою дією центральних структур (Lader, Motagu, 1962). Розрізняють спонтанну КГР, що розвивається за відсутності зовнішнього впливу, і викликану – реакцію організму, що відображає, на зовнішній стимул.

Для реєстрації КГР використовують електроди, що неполяризуються, накладаються зазвичай на долонну і тильну поверхню рук, кінчики пальців, іноді - на лоб або ступні ніг.

Найефективніша КГР разом із іншими методами в оцінці емоційного стану випробуваних (рис. 2.24).

Рис. 2. 24.Зміна фізіологічних функцій випробуваного при настанні дрімоти (а) та при пробудженні (б).

1, 2 – ЕЕГ, відведення 0 1 та 0 2 (ліва та права півкулі відповідно); 3, 4 – КГР лівої та правої руки; 5 - сейсмоактограма (сигнали з'являються при постукуванні пальцем, що випробовується по датчику); 6 - ЕКГ (Леутін, Ніколаєва, 1989).

Всі описані методи отримання психофізіологічної інформації мають свої переваги та недоліки. Одночасне використання одразу кількох з них в одній експериментальній ситуації дозволяє отримати більш надійні результати. Додаткове використання психологічних тестів також підвищує ефективність застосування фізіологічних методів.

Шкірно-гальванічний рефлекс (КГР) або викликані шкірні вегетативні потенціали характеризують електричні властивості шкіри, пов'язані, головним чином, з активністю потових залоз, які, у свою чергу, знаходяться під контролем симпатичної нервової системи. Щільність потових залоз на поверхні тіла нерівномірна – на долонях та підджошвах близько 400 на 1 квалдратну см поверхні шкіри, на лобі близько 200, на спині близько 60. Існують два типи потових залоз: апокринні та екрінні. Преві, розташовані в пахвових западинах і паху, визначають запах тіла і реагують на подразники, що викликають стрес. Вони безпосередньо пов'язані з регуляцією температури тіла. Другі розташовані по всій поверхні тіла, та їхня головна функція – терморегуляція. Однак ті екринні залози, які розташовані на долонях та підошвах ніг, а також на лобі, реагують в основному на зовнішні подразники стресових впливів. У психофізіології електричну активність шкіри використовують як показник орієнтовної чи оборонної реакції на зовнішні стимули та внутрішньої емоційної напруги. Як стимули зазвичай використовується подразнення шкіри електричним струмом, спалах світла, звуковий сигнал або глибокий вдих. Однак дуже часто спостерігаються виражені зміни електричної активності шкіри не викликані будь-яким зовнішнім подразником. Такі прояви, на відміну від викликаної реакції, називають спонтанною активністю, яка має емоційну та терморегуляційну компоненти. Емоційна активність реєструється на долонях та підошвах у звичайних температурних умовах і посилюється у відповідь на зовнішні збуджуючі стимули. Терморегуляторні компоненти з'являються виключно при збудженні температури навколишнього середовища.

Орієнтовна або оборонна реакція супроводжується зниженням сенсорних порогів, призупиненням поточної фізичної активності та посиленням м'язового тонусу. Цю складну реакцію супроводжує безліч фізіологічних змін, у тому числі зміна електричної активності мозку, звуження судин кінцівок, різні зміни серцевого ритму та дихання. У нормі при повторенні подразника орієнтовна реакція швидко слабшає до повного зникнення. Уповільнене звикання до фізіологічно нейтральних стимулів свідчить про регідність ВНС, підвищену тривожність або психічні відхилення. Приклад, у шизофреніків звикання відбувається значно повільніше, ніж у людей з ногмальною психікою. У загальному випадку відбувається значно повільніше, ніж у людей з нормальною психікою. У випадку КГР може розглядатися як показник неспецифічної нервово-психічної напруженості і емоційності.

Фізіологічні механізми та параметри артеріального тиску (АТ)

Артеріальний тиск (АТ) формується за рахунок систоли шлуночків у період вигнання з них крові, коли порція крові, що виганяється в артерії, придбаває кінетичну енергію рівну половині добутку маси цієї порції на квадрат швидкості вигнання. Відповідно, енергія, що повідомляється артеріальної крові, має тим більші значення, чим більший ударний об'єм серця і чим вища швидкість вигнання, залежна від потужності скорочення шлуночків. Поштовховоподібне надходження крові зі шлуночків викликає локальне розтягнення стінок аорти і легеневого стовбура і породжує ударну хвилю тиску, поширення якої з переміщенням локального розтягування стінки по довжині артерії зумовлює формування артеріального пульсу. Величина АТ прямо залежить від опору кровотоку в судинах (тим більше, ніж менше їх просвіт, більше їх довжина і вище в'язкість крові). Опір кровотоку в основному формується на периферії артеріального русла, у дрібних артеріях та артеріолах, які називаються резистивними судинами.

Стійкість кров'яного тиску в організмі забезпечується функціональними системами, що підтримують оптимальний для метаболізму тканин рівень артеріального тиску. Основним у діяльності функціональних систем є принцип саморегуляції, завдяки якому в здоровому організмі будь-які епізодичні коливання АТ, викликані дією фізичних або емоційних факторів, через певний час припиняються, і АТ повертається до вихідного рівня. У разі тривалих негативних факторів, що повторюються, впливають на стан організму і АТ, патологічний рівень АТ може «закріпитися», що призводить до виникнення захворювань серцево-судинної системи (ССС).

Регуляція кров'яного тиску здійснюється комплексом складно взаємодіючих нервових та гуморальних впливів на тонус і діяльність серця. Управління пресорними та депресорними реакціями пов'язане з діяльністю бульбарних судинно-рухових центрів, контрольованої гіпоталамічними, лімборетикулярними структурами та корою мозку, і реалізується через зміну активності парасимпатичних і симпатичних нервів, які регулюють тонус судин, діяльність серця, нирок . Серед останніх найбільше значення мають АКТГ і вазопресин гіпофіза, адреналін та гормони кори надниркових залоз, а також гормони щитовидної та статевої залоз. Гуморальна ланка регуляції АТ представлена ​​також системою ренін-ангіотензин, активність якої залежить від режиму кровопостачання та функції нирок, простогландинами та рядом інших вазоактивних субстанцій різного походження (альдестерон, кінін, вазоактивний інтестинальний пептид, гістамін, серотонін та ін).

шкірно-гальванічна реакція - КГР) - біоелектрична активність, що фіксується на поверхні шкіри та обумовлена ​​діяльністю потових залоз, - показник електропровідності шкіри. Виступає компонентом реакцій емоційного організму, пов'язаних із роботою системи нервової симпатичної. Може реєструватися з будь-якої ділянки шкіри, але зазвичай використовуються пальці та кисті рук чи підошви ніг. Служить для аналізу станів людини, її емоційно-вольових та інтелектуальних процесів. Має дві форми:

1) форма фізична - одна з компонент орієнтовного рефлексу, що виникає у відповідь на новий стимул і згасає з його повторенням;

2) форма тонічна - характеризує повільні зміни шкірної провідності, які розвиваються, наприклад, при втомі.

У структурі шкірно-гальванічної реакції можна виділити різні складові:

1) рівень тонічної активності - як такий собі фоновий, щодо тривалий стан;

2) реакція у відповідь на подразники - яка продовжується протягом декількох секунд;

3) спонтанна реакція - не пов'язана з певним подразником. При цьому рівень тонічної активності постає як показник функціонального стану системи нервової центральної: опір шкіри зростає при стані розслаблення, зменшується при активації.

Зміна електричної опірності шкірного покриву. КГР широко використовується для вимірювання рівня активації і зазвичай асоціюється з ідеєю детектора брехні.

Шкірно-гальванічна реакція (КМР)

Специфіка. Біоелектрична активність, що фіксується на поверхні шкіри, обумовлена ​​діяльністю потових залоз. Виступає компонентом різних функціональних станів, орієнтовного рефлексу, емоційних реакцій організму, пов'язаних із роботою симпатичної нервової системи. Несе відбиток індивідуальних відмінностей. Служить для аналізу станів людини, її емоційно-вольових та інтелектуальних процесів.

Види. У структурі КМР можуть бути виділені різні складові:

Рівень тонічної активності як фоновий, відносно тривалий стан,

Реакція у відповідь на подразники, яка продовжується протягом декількох секунд,

- "спонтанна" реакція, не пов'язана з певним подразником.

У цьому рівень тонічної активності постає як показник функціонального стану центральної нервової системи: опір шкіри підвищується при розслабленому стані, знижується під час активації.

Діагностика Може реєструватися з будь-якої ділянки шкіри, але зазвичай використовуються пальці та кисті рук чи підошви ніг. Для реєстрації може здійснюватися замір:

Різниці шкірних потенціалів (метод Тарханова, розроблений 1890 р.);

Зміни шкірного опору (метод Фере, розроблений 1888 р.).

ШКІРНО-ГАЛЬВАНІЧНА РЕАКЦІЯ

Вимірювання електричної чутливості шкіри гальванометром. Використовується два методи: вимірювання Фере, при якому реєструються зміни в опорі шкіри при пропусканні слабкого електричного струму, та вимірювання Тарханова, при якому реєструється слабкий струм, що фактично продукується тілом. Так як дані вимірювання Фере збільшуються із збільшенням потовиділення, часто висувалися припущення, що воно є індикатором емоційної напруженості чи тривоги. Виявилося, що це припущення важко обґрунтувати, і, можливо, найкраще розглядати цей показник просто як міру фізіологічного збудження: див. детектор брехні, поліграф. У шкірногзль-ванічної реакції є й альтернативні назви, які зазвичай використовуються синонімічно, наприклад, психогальванічна реакція, електродермальна реакція, електрична реакція шкіри, феномен Фере і феномен Тарханова.

ШКІРНО-ГАЛЬВАНІЧНА РЕАКЦІЯ (КГР)

показник електропровідності шкіри, що оцінюється величиною електричного опору шкіри або різницею електричних потенціалів між двома точками шкіри. Найбільш вираженою КГР буває при її реєстрації з кінчиків пальців, долонь та тильної поверхні кистей рук, а також з підошви стопи. КГР має фазічну та тонічну форми. У першому випадку КГР - один із компонентів орієнтовного рефлексу, що виникає у відповідь на новий стимул і згасає з його повторенням. На відміну від фазічних короткочасних КГР, тонічна форма характеризує повільні зміни електрошкірного опору. Його величина може бути показником функціонального стану людини. Уві сні, при втраті пильності величина опору стає більше, а за високого рівня активації організму (напр., може емоційного напруги) - знижується. Фазичні коливання електрошкірних потенціалів, які спонтанно виникають за відсутності зовнішніх подразників, також відображають стан людини, пов'язані з тривогою, напругою, внутрішньою розумовою діяльністю. У загальній та інженерній психології КГР широко використовується як засіб для контролю та діагностики функціонального стану людини, а також у дослідженнях інтелектуальної діяльності, особливостей емоційної та вольової сфери людини. На основі аналізу КГР побудовано такий прилад, як детектор брехні (див. також Електрична активність шкіри).

ШКІРНО-ГАЛЬВАНІЧНА РЕАКЦІЯ(Син.: феномен Тарханова, психогальванічна реакція) - Зміна різниці потенціалів і зниження електричного опору між двома ділянками поверхні шкіри, що виникає при різних подразненнях, що викликають емоційне збудження. К.-г. нар. реєструється в експериментальних та клинних умовах, у процесі трудової та спортивної діяльності, а також при космічних польотах для визначення стану вегетативної нервової системи та емоційно-афективної сфери людини. Першим характерні коливання потенціалів шкіри в людини при емоційному збудженні описав 1889 р. І. Р. Тарханов. Він припустив, що величина потенціалу шкіри залежить від секреторної активності потових залоз. Лейдер і Монтег'ю (М. Н. Lader, I. D. Montegu, 1962) показали, що важливу роль у генезі К.-г. нар. грають мембранноіонні зрушення, що відбуваються в клітинах потових залоз на стадії їхньої пресекреторної активності. Радіоактивним методом було встановлено, що електричні потенціали шкіри утворюються в результаті різної швидкості трансмембранного перенесення іонів натрію в клітинах між зовнішнім і внутрішнім шарами шкіри у зв'язку з різним рівнем їх енергетичного обміну (бл. 5 - 10% енергії окислювально-відновних процесів, що протікають у шкірі , Перетворюється на біоелектричну енергію).

К.-г. нар. реєструється зазвичай у формі різниці потенціалів між двома ділянками шкірної поверхні або зниження опору шкіри до постійного струму.

Під час реєстрації К.-г. нар. електроди розташовують, напр., на долоні та тильній стороні кисті. Крива запису К.-г. нар. відображає повільне коливання різниці потенціалів (або електричного опору) із прихованим періодом реакції в межах від 1 до 5 сек.

К.-г. нар. проявляється разом із потоотделительной, зіниці, судинної та інші реакціями, що дозволяє розглядати її як об'єктивний показник стану вегетативної нервової системи (див.) та емоційної сфери. На прояв До.-г. нар. впливає добова періодика фізіол, функцій, вік досліджуваного, стан ендокринної системи, дія прийнятих медикаментів та інші фактори. Реєстрація К.-г. нар. використовується щодо процесів вищої нервової діяльності (Е.Н. Соколов, 1958; П. В. Симонов, 1964), т. до. вона є постійним компонентом орієнтовно-дослідницької реакції (див.) і її можна відтворити умовнорефлекторно.

Бібліографія:Кожевніков В. А. Порівняльна характеристика шкірно-гальванічних рефлексів, що спостерігаються при вимірі різниці шкірних потенціалів та шкірного опору, Фізіол, журн. СРСР, т. 41 № 2, с. 195, 1955; Симонов П. Ст Теорія відображення та психофізіологія емоцій, М., 1970, бібліогр.; Тарханов І. Про гальванічні явища в шкірі людини при подразненнях органів чуття і різних формах психічної діяльності, Вестн, клин, і суд. психіат, та невропат., № 1, с. 73, 1889.